JP4825601B2 - バイタル情報遠隔観察システムとそのバイタル情報送信ユニット - Google Patents

Description

この発明は、家畜等の動物のバイタル情報を遠隔的に観察するバイタル情報遠隔観察システムと、このシステムで使用されるバイタル情報送信ユニットに関する。

酪農において、雌牛の発情時期を正確に推測することは、適切な人工受精の実施、延いては牛乳の生産性を高めるためにきわめて重要である。しかし、上記発情時期を推測するために雌牛の体温の測定や挙動等の観察を人手により行うことは、飼育頭数が多くなるに従い酪農家の作業負担が大きくなり、また見逃しも多くなる。

そこで最近では、発情の兆候が牛の歩行動作の増加に現れることに着目し、牛の歩数をもとに牛の状態を遠隔的に観察するシステムが提案されている。このシステムは例えば、歩数を計測するセンサと無線送信機を内蔵したセンサモジュールを観察対象の牛にそれぞれ装着すると共に、事務所等の観察センタにパーソナル・コンピュータ等のサーバ装置を設置する。そして、上記各センサモジュールから送信される牛の歩数の計測データをサーバ装置で収集し、この計測データをもとに観察対象の各牛の発情の状態を推測するものである（例えば、特許文献１又は非特許文献１を参照。）。

特開平１１−１２８２１０号公報

「酪農分野におけるモバイルセンサーネットワークに関する調査検討」報告書概要 平成１８年３月 http://www.hokkaido-bt.go.jp/2006/0323c.pdf

ところがこのシステムは、観測対象の牛に装着したセンサモジュールから、計測データを微弱無線方式、もしくは特定小電力無線方式を使用してサーバ装置に直接送信するように構成されている。このため、以下のような問題点があった。
すなわち、先ず微弱無線方式を使用する場合には、無線到達距離が２０ｍ程度と短いため、放牧場等のように広大な観察エリアに散在する各牛のセンサモジュールから送信される無線信号を受信するには、観察エリアに多数台の無線受信装置を設置しなければならない、このため、設置コストが大きくなると共に、観察エリアの状況によっては設置が困難になる場合が多い。また、この問題点を軽減するために、観察エリアを水飲み場等、牛が比較的頻繁に立ち寄る場所に限定する運用形態も考えられる。しかしながら、このような運用では観察エリアが限定される。このため、観察エリア外に存在するときの牛の状態を観察することができない。

一方、４２９ＭＨｚ帯の特定小電力無線方式を使用する場合には、無線到達距離が見通し距離で数百ｍと長くなるため、無線受信装置の設置台数は大幅に少なくできる。しかしながら相対的に消費電力が大きくなるため、センサモジュールの電池容量を大きくする必要がある。電池を大容量化すると、センサモジュールの大型化及び重量化を招き、このような大型で重いセンサモジュールを牛の脚や尾、耳等のバイタル検出部位に装着すると、牛の自由な動きを妨げたり、また肉体的な負担になって牛の健康状態に悪影響を及ぼすという問題がある。また、センサモジュールのサイズによっては検出部位への装着自体が不可能になる場合がある。

なお、この問題点を回避するために、計測データの送信頻度を少なくすることで消費電力を抑え、これによりセンサモジュールの小型軽量化を図ることも考えられる。しかし、このようにすると観察周期が長くなるため、１日の中で牛の細かな状態を適切に観察することが困難となる。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、センサモジュールの大型化及び重量化を招くことなく観察エリアを拡大し、これにより動物の状態をより詳細に観察することを可能にし、かつ複数頭の動物が近接している状態でも、１頭の動物のセンサモジュールから送信されたバイタル情報がその周辺に存在する他の動物の中継モジュールを介して多重送信される不具合を防止できるようにしたバイタル情報遠隔観察システムとそのバイタル情報送信ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一つの観点は、観察センタに動物の健康状態を管理するサーバ装置を設置すると共に、このサーバ装置に接続される無線受信装置を観察エリアに設置したバイタル情報遠隔観察システムにあって、観察対象の動物の検出部位にセンサモジュールを取着すると共に、上記動物においてその行動を妨げない部位に中継モジュールを取着する。そして、センサモジュールには、上記動物のバイタル情報を検出するセンサと、送信電力が動物のサイズに応じて設定された第１の無線送信機とを設け、上記センサにより検出されたバイタル情報を含む通知情報を上記第１の無線送信機から送信する。一方、上記中継モジュールには、上記第１の無線送信機から送信される通知情報を受信する第１の無線受信機と、送信電力が動物の移動範囲の大きさに応じて上記第１の無線送信機の送信電力より大きな値に設定された第２の無線送信機とを設け、上記第１の無線受信機により受信された通知情報を、上記第２の無線送信機により上記無線受信装置に向け送信するようにしたものである。

したがって、センサモジュールから小さな送信電力で送信された通知情報は、中継モジュールで大きな送信電力に変換されて無線受信装置へ転送される。このため、センサモジュールの第１の無線送信機は送信電力が動物のサイズに応じて設定された低出力の送信機でよいことになり、これによりセンサモジュールを小容量の電池を使用した小型軽量のものにすることができる。したがって、センサモジュールを動物の脚や尾、耳等のバイタル検出部位に装着しても、動物の自由な動きを妨げたり健康状態に悪影響を及ぼす心配は無くなる。また、中継モジュールの第２の無線送信機には、送信電力が動物の移動範囲の大きさに応じて設定された比較的高出力の送信機を使用することができる。このため、観察エリアにバイタル情報を受信収集するための多数台の無線受信装置を設置する必要がなくなり、これによりシステムの低価格化と保守管理の簡単化を図ることができる。

またこの発明は、センサモジュールにおいて、検出されたバイタル情報に当該動物の個体識別情報を付加して送信する。一方中継モジュールでは、上記センサモジュールから送信された通知情報が受信されるごとに、当該通知情報に含まれる個体識別情報をもとに当該通知情報が当該動物に対応するものか否かを判定する。そして、対応するものと判定された場合にのみ、上記受信された通知情報を無線受信装置へ送信することを特徴とする。このように構成すると、複数頭の動物が近接している状態において、１頭の動物のセンサモジュールから送信されたバイタル情報がその周辺に存在する他の動物の中継モジュールを介して多重送信される不具合を防止できる。

さらにこの発明は、観察対象の動物の異なる検出部位に複数のセンサモジュールが取着されている場合に、中継モジュールにおいて、上記複数のセンサモジュールから送信された複数の通知情報を編集して１個の編集された通知情報を生成し、この編集された通知情報を無線受信装置へ送信することも特徴とする。このように構成すると、複数のセンサモジュールのバイタル情報が中継モジュールにおいて１つにまとめられて無線受信装置へ送信される。このため、センサモジュールの数に相当するバイタル情報が別々に送信される場合に比べ、通知情報間の衝突や干渉が起こりにくくなり、これにより高効率で信頼性の高い情報伝送を実現できる。

さらに、センサモジュールの第１の無線送信機としては微弱無線方式を採用した送信機を使用し、中継モジュールの第２の無線送信機としては上記微弱無線方式より送信電力の大きい特定小電力無線方式を採用した送信機を使用することを特徴とする。このようにすることで、比較的簡単に動物観察のための無線構内ネットワークを構築することが可能となる。
また、センサモジュールの第１の無線送信機としては微弱無線方式を採用した送信機を使用し、中継モジュールの第２の無線送信機としては微弱無線方式より送信電力の大きい公衆移動通信方式を使用して通知情報を送信することも特徴とする。このようにすると、センサモジュールにより生成されたバイタル情報の通知情報は、微弱電波により中継モジュールに送られたのち、この中継モジュールから公衆移動通信網を介してサーバ装置又は管理者の携帯端末に転送される。すなわち、通知情報は中継モジュールからサーバ装置等に直接転送されることになる。このため、観察エリアに中継モジュールから送信される無線信号を受信するための無線受信装置を設置する必要がなくなり、これにより初期的な設備投資を抑圧することができる。

要するにこの発明によれば、センサモジュールから小さな送信電力で送信された通知情報は、中継モジュールで大きな送信電力に変換されて無線受信装置へ転送される。また、通知情報には動物の個体識別情報が含められる。したがって、センサモジュールの大型化及び重量化を招くことなく観察エリアを拡大し、これにより動物の状態をより詳細に観察することを可能にし、かつ複数頭の動物が近接している状態でも、１頭の動物のセンサモジュールから送信されたバイタル情報がその周辺に存在する他の動物の中継モジュールを介して多重送信される不具合を防止できるようにしたバイタル情報遠隔観察システムとそのバイタル情報送信ユニットを提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、この発明に係わるバイタル情報遠隔観察システムの第１の実施形態を示す図である。
事務所等の観察センタには観察用のサーバ装置ＳＶが設置されている。このサーバ装置ＳＶは、観察対象の複数頭の牛のバイタル情報を一定の時間間隔で収集して蓄積することにより、各牛の発情の状態又は健康状態を観察するためのデータを生成して表示する機能を備える。

観察エリアは、放牧場（パドック）Ｅ１と、牛舎Ｅ２と、搾乳場Ｅ３とに分かれており、これらのエリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３にはそれぞれ観察対象の乳牛Ｃ１１〜Ｃ１ｉ、Ｃ２１〜Ｃ２ｊ、Ｃ３１〜Ｃ３ｋが存在する。また、上記各観察エリアＥ１，Ｅ２，Ｅ３にはそれぞれ、１台又は２台の無線受信装置Ｒ１１，Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ３１が設置されている。これらの無線受信装置Ｒ１１，Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ３１の設置形態としては、例えば地面に植設したポール上に装置筐体を固定するものが用いられる。

上記無線受信装置Ｒ１１，Ｒ１２、Ｒ２１、Ｒ３１はいずれも、無線受信機とＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースとを備えている。このうち無線受信機は、無線通信方式として特定小電力無線方式を採用している。特定小電力無線方式は、例えば伝送速度が２．４kbps、利用周波数帯が４２９MHz、送信電力が伝送距離３０ｍ〜３００ｍに対応する値に設定されたものである。ＬＡＮインタフェースは、有線伝送路又は無線伝送路を使用したＬＡＮ（Local Area Network）ＬＮＷを使用して上記観察用のサーバ装置ＳＶとの間でデータ伝送を行う。なお、当然のことながら観察用のサーバ装置ＳＶにも上記ＬＡＮインタフェースが設けられている。

ところで、上記観察対象の各乳牛Ｃ１１〜Ｃ１ｉ、Ｃ２１〜Ｃ２ｊ、Ｃ３１〜Ｃ３ｋにはそれぞれ、例えば図２に示すように複数のバイタル情報検出部位にセンサモジュール１ａ，１ｂが取着され、また首輪などの牛の行動を妨げない部位に中継モジュール２が取着されている。センサモジュール１ａは体表面温度を計測するもので、動脈が体表面近くを通る尾根部に取着される。センサモジュール１ｂは歩数を計測するもので、後脚に取着される。

図３は上記センサモジュール１ａ，１ｂの構成を示すブロック図である。センサモジュール１ａ，１ｂは、センサ回路１１と、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）１２と、制御回路１３と、微弱無線送信機１４と、メモリ１６と、バッテリ１８を電源として動作電圧Ｖccを生成する電源回路１７とを備えている。

メモリ１６には、観測対象の牛を識別するための個体ＩＤと、計測するバイタル情報の種別を表す情報と、測定時間間隔等の測定条件を表す情報が予め記憶されている。制御回路１３はマイクロコンピュータを備えたもので、上記メモリ１６に記憶された計測条件に従いセンサ回路１１を起動してバイタル情報を計測させる。例えば、センサモジュール１ａであれば体表面温度を計測させ、一方センサモジュール１ｂであれば牛の歩数を計測させる。この計測されたカウント値は、Ａ／Ｄ１２によりディジタル値に変換されたのち制御回路１３に取り込まれる。制御回路１３は、上記Ａ／Ｄ１２から取り込んだバイタル情報に、上記メモリ１６に記憶された個体ＩＤ及びバイタル種別情報を付加することにより通知情報を生成し、この生成された通知情報を微弱無線送信機１４に出力する。

微弱無線送信機１４は、通信方式として微弱電波方式を採用している。そして、上記通知情報を無線信号に変換したのち増幅してアンテナ１５から送信する。なお、微弱電波方式としては、例えば伝送速度が２kbpsで、３０７．７４MHz及び３１６．７４MHzを利用する方式が使用される。また送信電力は、通信距離が乳牛の体長より若干長い２〜３ｍ程度となるように設定される。

中継モジュール２は、例えば図４に示すように、制御回路２１と、微弱無線受信機２２と、特定小電力無線通信機２３と、メモリ２６と、バッテリ２８を電源として動作電圧Ｖccを生成する電源回路２７とを備えている。このうちメモリ２６には、観測対象の牛を識別するための個体ＩＤが記憶されている。

微弱無線受信機２２は、前記センサモジュール１ａ，１ｂの微弱無線送信機１４と同様に、通信方式として微弱電波方式を採用している。そして、上記センサモジュール１ａ，１ｂの微弱無線送信機１４から送信された無線信号をアンテナ２４を介して受信したのち復調して通知情報を再生し、この通知情報を制御回路２１に入力する。

特定小電力無線通信機２３は、通信方式として特定小電力無線通信方式を採用し、後述する制御回路２１から出力される通知情報を無線信号に変換してアンテナ２５から送信する。なお、特定小電力無線通信方式としては、先に述べた無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１と同様に、例えば伝送速度が２．４kbpsで、４２９MHzを利用する方式が使用される。また送信電力は、通信距離が観察エリアＥ１〜Ｅ３の大きさに応じて数百ｍになるように設定される。

制御回路２１は、例えばマイクロコンピュータを備える。そして、上記微弱無線受信機２２により復調再生された通知情報を取り込み、この通知情報に含まれる個体ＩＤを上記メモリ２６に記憶されている個体ＩＤと比較して両個体ＩＤが一致するか否かを判定する処理と、同一の牛に取着されたすべてのセンサモジュール１ａ，１ｂから送られた通知情報を編集して一つの統合通知情報を生成する処理と、この生成された統合通知情報を上記特定小電力無線通信機２３から無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１に向け送信させる処理とを備えている。

次に、以上のように構成されたシステムの動作を説明する。
なお、ここでは牛舎Ｅ２にいる乳牛Ｃ２１を例にとって説明を行う。乳牛Ｃ２１の尾根部及び後ろ脚にはそれぞれ、図２に示したようにセンサモジュール１ａ，１ｂが取着されている。これらのセンサモジュール１ａ，１ｂでは、メモリ１６に記憶された計測タイミングになると、制御回路１３の指示によりセンサ回路１１が起動してこれにより歩数又は体表面温度が計測され、この計測値がＡ／Ｄ１２によりディジタル値に変換されたのち制御回路１３に取り込まれる。制御回路１３では、上記Ａ／Ｄ１２から取り込んだバイタル情報に、上記メモリ１６に記憶された個体ＩＤ及びバイタル種別情報を付加することにより通知情報が生成される。そして、この生成された通知情報は微弱無線送信機１４により無線信号に変換され、さらに微弱電波方式で規定された送信電力により増幅されたのち、アンテナ１５から中継モジュール２に向け送信される。

一方、中継モジュール２では次のような中継処理動作が行われる。図５はその制御手順と制御内容を示すフローチャートである。
すなわち、制御回路２１はステップ５ａにより通知情報の受信を監視している。この状態で微弱無線受信機２２によりセンサモジュール１ａから送信された通知情報が受信されると、ステップ５ｂにおいて上記通知情報に含まれる個体ＩＤをメモリ２６に記憶されている個体ＩＤと比較し、ステップ５ｃにより個体ＩＤが一致したか否かを判定する。この判定の結果、個体ＩＤが一致すると、同一の乳牛のセンサモジュールから送られた通知情報であると判断して、上記受信された通知情報をステップ５ｄによりメモリ２６に保存する。

これに対し個体ＩＤが一致しなかった場合には、他の牛のセンサモジュールから送られた通知情報であると判断して、上記受信された通知情報を破棄する。そして制御回路２１は、ステップ５ｅにおいて同一の乳牛に取着されたすべてのセンサモジュール１ａ，１ｂから通知情報を受信したか否かを判定する。そして、すべてのセンサモジュール１ａ，１ｂからの通知情報を受信し終わるまで、上記ステップ５ａ〜ステップ５ｅによる処理を繰り返し実行する。

さて、すべてのセンサモジュール１ａ，１ｂからの通知情報の受信及び保存が終了すると、続いて制御回路２１はステップ５ｆによりサーバ装置ＳＶへの通知タイミングになったか否かを判定する。そして、通知タイミングになると、ステップ５ｇにおいてメモリ２６に保存されている上記すべてのセンサモジュール１ａ，１ｂからの通知情報を編集して１個の統合された通知情報を生成する。例えば、各センサモジュール１ａ，１ｂのバイタル情報とその種別情報とからなる組を多重化し、これにさらに個体ＩＤを付加する。そして、この編集処理により生成された１個の統合通知情報を、ステップ５ｈにより特定小電力無線通信機２３へ出力する。上記統合通知情報は、特定小電力無線通信機２３において特定小電力無線方式で規定された変調方式により無線信号に変換され、さらに当該特定小電力無線方式で規定された送信電力に増幅されたのち、アンテナ２５から無線受信装置Ｒ２１に向け送信される。

上記中継モジュール２から送信された無線信号は、同じく特定小電力無線通信方式を採用した無線通信機を備えた無線受信装置Ｒ２１により受信される。そして、この受信された無線信号は復調されて統合通知情報に再生されたのち、ＬＡＮインタフェースからＬＡＮを介してサーバ装置ＳＶに送られる。

サーバ装置ＳＶは、上記無線受信装置Ｒ２１から送られた統合通知情報を受信すると、この統合通知情報を個体ＩＤに対応付けて記憶する。そして、例えば乳牛ごとに作成しているバイタル情報の時間変化を表すグラフを上記新たに受信された情報をもとに更新し、この更新されたグラフをディスプレイに表示する。またそれと共に、上記受信された統合通知情報に含まれるバイタル情報を、その種別ごとに予め設定されたしきい値と比較する。そして、バイタル値がしきい値を超えると、当該乳牛は発情期を迎えたと判断してその旨の報知情報をディスプレイに表示する。

以上のように第１の実施形態では、センサモジュール１ａ，１ｂを観察対象の乳牛Ｃ１１〜Ｃ３ｋのバイタル検出部位に取着すると共に、中継モジュール２を乳牛の首輪等のように運動に悪影響を及ぼさない部位に取着している。そして、センサモジュール１ａ，１ｂには、通信距離が乳牛の体長より若干長い２〜３ｍ程度となるように送信電力が設定された微弱無線送信機１４を設け、バイタル情報の通知情報をこの微弱無線送信機１４から中継モジュール２へ向け送信する。一方、中継モジュール２には通信距離が観察エリアＥ１〜Ｅ３の大きさに応じて数百ｍになるように送信電力が設定された特定小電力無線送信機２３を設け、上記センサモジュール１ａ，１ｂから送信された通知情報を受信して上記特定小電力無線送信機２３により観察エリアＥ１〜Ｅ３に設置された無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１へ向け送信するようにしている。

すなわち、センサモジュール１ａ，１ｂから微弱電波により送信された通知情報は、中継モジュール２で中継されて特定小電力無線方式により無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１へ送信される。したがって、センサモジュール１ａ，１ｂの微弱無線送信機１４は送信電力が乳牛の体長に応じて設定された低出力の送信機でよいことになり、これによりセンサモジュール１ａ，１ｂを小容量の電池１８を使用した小型軽量のものにすることができる。このため、センサモジュール１ａ，１ｂを乳牛の脚や尾等のバイタル検出部位に装着しても、動物の自由な動きを妨げたり健康状態に悪影響を及ぼす心配は無くなる。また、中継モジュール２の特定小電力無線送信機２３には、送信電力が乳牛の移動範囲の大きさに応じて設定された比較的高出力の送信機を使用することができる。このため、観察エリアＥ１〜Ｅ３に多数台の無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１を設置する必要がなくなり、これによりシステムの低価格化と保守管理の簡単化を図ることができる。

また、センサモジュール１ａ，１ｂからバイタル情報を送信する際に、バイタル情報にその種別を表す情報と乳牛の個体ＩＤを付加して、これを通知情報として送信する。そして、中継モジュール２において、センサモジュール１ａ，１ｂから送られた通知情報の個体ＩＤをもとに当該通知情報が同一の乳牛に対応するものか否かを判定し、対応するものと判定された場合にのみ、上記受信情報を無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１へ中継送信するようにしている。したがって、例えば図１に示した牛舎のように複数頭の乳牛が接近している状態においても、１頭の乳牛のセンサモジュール１ａ，１ｂから送信された通知情報がその周辺に存在する他の乳牛の中継モジュール２を介して多重送信される不具合を防止することができる。

さらに、中継モジュール２において、複数のセンサモジュール１ａ，１ｂから送信された複数の通知情報を編集して１個の統合通知情報を生成し、この統合通知情報を無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１へ送信するようにしている。このように構成すると、複数のセンサモジュール１ａ，１ｂのバイタル情報が中継モジュール２において１つにまとめられて無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１へ送信される。このため、センサモジュール１ａ，１ｂの数に相当するバイタル情報が別々に送信される場合に比べ、通知情報の衝突や干渉が起こり難くなり、これにより高効率で信頼性の高い情報伝送を実現できる。

（第２の実施形態）
この発明の第２の実施形態は、中継モジュールからサーバ装置へ通知情報を伝送するための通信媒体として、自動車・携帯電話網等の公衆移動通信網を利用するようにしたものである。
図６は、この発明に係わるバイタル情報遠隔観察システムの第２の実施形態を示す概略構成図、図７はこのシステムで使用される中継モジュールの構成を示すブロック図である。なお、同図において前記図２及び図４と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

観察対象の乳牛（例えばＣ１１）には、その尾根部及び後脚にセンサモジュール１ａ，１ｂが取着され、また首輪には中継モジュール２０が取着されている。このうち中継モジュール２０は、図７に示すように移動通信用無線通信機２９を備えている。この移動通信用無線通信機２９は、通信方式として携帯通信用の移動通信方式を採用し、制御回路２１０から出力された統合通知情報を上記移動通信方式に従い送信する。移動通信方式としては、例えばＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式が使用される。

制御回路２１０は、統合通知情報を送信する際に、当該情報を本文に記載するか又は添付ファイルとして添付した電子メールを作成する。この電子メールの宛先にはサーバ装置ＳＶのメールアドレス又は管理者が所持する携帯端末ＭＳのメールアドレスが挿入される。上記電子メールは、移動通信用無線通信機２９により無線信号に変換されてアンテナ３０から送信され、図示しない基地局で受信されて電子メールに復調される。そして、この電子メールは、公衆移動通信網ＭＮＷ及びＩＰ（Internet Protocol）網ＩＮＷを介してサーバ装置ＳＶ又は携帯端末ＭＳに転送される。

このような構成であるから、センサモジュール１ａ，１ｂにより生成されたバイタル情報の通知情報は、微弱電波により中継モジュール２０に送られたのち、この中継モジュール２０から公衆移動通信網ＭＮＷを介してサーバ装置ＳＶ又は管理者の携帯端末ＭＳに転送される。すなわち、通知情報は中継モジュール２０からサーバ装置ＳＶ等に直接転送されることになる。このため、観察エリアＥ１〜Ｅ３に中継モジュール２０から送信される無線信号を受信するための無線受信装置Ｒ１１〜Ｒ３１を設置する必要がなくなり、これにより初期的な設備投資を抑圧することができる。

（その他の実施形態）
前記第１及び第２の実施形態では、中継モジュール２，２０から無線信号を送信する際に、複数のセンサモジュール１ａ，１ｂから送られたバイタル情報を１つの統合通知情報に編集して送信するようにした。しかし、複数のセンサモジュール１ａ，１ｂから送られたバイタル情報を統合せずにそれぞれ送信するようにてもよい。

また、前記第１の実施形態では、中継モジュール２から送信された通知情報を無線受信装置Ｒ１１〜Ｔ３１のいずれか一つで受信してサーバ装置ＳＶへ転送するようにした。しかしそれに限らず、観察エリア内にマルチホップ通信機能を有する複数の無線通信装置を配置し、中継モジュールから送信された通知情報を上記複数の無線通信装置を順に経由してサーバ装置ＳＶに伝送するようにしてもよい。このようにすると、放牧場等のような広大な観察エリアにおいても、中継モジュール２の送信電力をさらに大きくすることなく、しかも比較的少数の無線通信装置を設置するだけで、中継モジュール２から送信された通知情報をサーバ装置ＳＶに転送することが可能となる。

さらに、前記第１の実施形態では中継モジュール２の無線送信方式として特定小電力無線方式を採用した場合を例にとった。しかし、それに限らずジグビー（ZigBee）やブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）、無線ＬＡＮ等を採用することも可能である。

さらに、前記実施形態では搾乳場Ｅ３に存在する乳牛も観察対象とした。しかし、発情検知のみを目的とした場合、観察対象の乳牛については搾乳を中断しているのが通例であるため、搾乳場Ｅ３に存在する乳牛を観察対象から除外してもよい。また、この場合搾乳対象の乳牛については健康状態の観察のみを行うようにしてもよい。

その他、観察対象の動物の種類、動物に対するセンサモジュール及び中継モジュールの取着場所と取着方法、センサモジュールの構成と動作内容、中継モジュールの構成と動作内容、センサモジュール及び中継モジュールが使用する無線送信方式の種類、通知情報の伝送フォーマット等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明に係わるバイタル情報観察システムの第１の実施形態を示す概略構成図。 図１に示したシステムで使用されるセンサモジュール及び中継モジュールを動物に取着した状態を示す図。 図２に示したセンサモジュールの構成を示すブロック図。 図２に示した中継モジュールの構成を示すブロック図。 図４に示した中継モジュールの制御回路による制御手順と制御内容を示すフローチャート。 この発明に係わるバイタル情報観察システムの第２の実施形態を示す図。 図６に示したシステムで使用される中継モジュールの構成を示すブロック図。

符号の説明

Ｅ１…放牧場、Ｅ２…牛舎、Ｅ３…搾乳場、Ｃ１１〜Ｃ３２…乳牛、Ｒ１１〜Ｒ３２…特定小電力無線通信機、ＳＶ…観察用のパーソナル・コンピュータ、ＬＮＷ…ＬＡＮ、ＩＮＷ…ＩＰ網、１ａ，１ｂ，１ｃ…センサモジュール、１１…センサ回路、１２…アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、１３…センサモジュールの制御回路、１４…微弱無線送信機、１５…微弱無線送信機のアンテナ、１６…センサモジュールのメモリ、１７…センサモジュールの電源回路、１８…センサモジュールのバッテリ、２，２０…中継モジュール、２１，２１０…中継モジュールの制御回路、２２…微弱無線受信機、２３…特定小電力無線通信機、２４，２５…特定小電力無線通信機のアンテナ、２６…中継モジュールのメモリ、２７…中継モジュールの電源回路、２８…中継モジュールのバッテリ、２９…移動通信用無線通信機、３０…アンテナ。

Claims (5)

1. 観察対象の動物の検出部位に取着されるセンサモジュールと、
   前記動物においてその行動を妨げない部位に取着される中継モジュールと、
   観察センタに設置され、前記動物の健康状態を管理するサーバ装置と、
   前記動物の観察エリアに設置され、前記サーバ装置に接続される無線受信装置と
   を具備し、
   前記センサモジュールは、
   前記動物のバイタル情報を検出するセンサと、
   前記検出されたバイタル情報と当該動物の個体識別情報とを含む通知情報を生成する手段と、
   前記生成された通知情報を、前記動物のサイズに応じて設定された第１の送信電力により送信する第１の無線送信機と
   を備え、
   前記中継モジュールは、
   前記第１の無線送信機から送信される通知情報を受信する第１の無線受信機と、
   前記第１の無線受信機により受信された通知情報を、前記動物の移動範囲の大きさに応じて前記第１の送信電力より大きな値に設定された第２の送信電力により送信する第２の無線送信機と
   を備え、
   前記無線受信装置は、
   前記第２の無線送信機から送信される通知情報を受信する第２の無線受信機と、
   前記第２の無線受信機により受信された通知情報を前記サーバ装置へ転送する手段と
   を備え、
   前記第２の無線送信機は、
   前記第１の無線受信機により通知情報が受信されるごとに、当該通知情報に含まれる個体識別情報をもとに当該通知情報が当該動物に対応するものか否かを判定する手段と、
   前記受信された通知情報が当該動物に対応するものと判定された場合にのみ、前記受信された通知情報を前記第２の送信電力により送信する手段と
   を備える
   ことを特徴とするバイタル情報遠隔観察システム。
2. 観察対象の動物の検出部位に取着されるセンサモジュールと、
   前記動物のその行動を妨げない部位に取着される中継モジュールと
   を具備し、
   前記センサモジュールは、
   前記動物のバイタル情報を検出するセンサと、
   前記検出されたバイタル情報と当該動物の個体識別情報とを含む通知情報を生成する手段と、
   前記生成された通知情報を、前記動物のサイズに応じて設定された第１の送信電力により送信する第１の無線送信機と
   を備え、
   前記中継モジュールは、
   前記第１の無線送信機から送信される通知情報を受信する第１の無線受信機と、
   前記第１の無線受信機により受信された通知情報を、前記動物の移動範囲の大きさに応じて前記第１の送信電力より大きな値に設定された第２の送信電力により送信する第２の無線送信機と
   を備え、
   前記第２の無線送信機は、
   前記第１の無線受信機により通知情報が受信されるごとに、当該通知情報に含まれる個体識別情報をもとに当該通知情報が当該動物に対応するものか否かを判定する手段と、
   前記受信された通知情報が当該動物に対応するものと判定された場合にのみ、前記受信された通知情報を前記第２の送信電力により送信する手段と
   を備える
   ことを特徴とするバイタル情報送信ユニット。
3. 観察対象の動物の異なる検出部位に複数のセンサモジュールが取着されている場合に、
   前記中継モジュールは、前記複数のセンサモジュールから送信された複数の通知情報を編集して１個の編集された通知情報を生成する手段を、
   さらに備えることを特徴とする請求項２記載のバイタル情報送信ユニット。
4. 前記第１の無線送信機は、微弱無線方式を使用して通知情報を送信し、
   前記第２の無線送信機は、前記微弱無線方式より送信電力の大きい特定小電力無線方式を使用して通知情報を送信する
   ことを特徴とする請求項２記載のバイタル情報送信ユニット。
5. 前記第１の無線送信機は、微弱無線方式を使用して通知情報を送信し、
   前記第２の無線送信機は、前記微弱無線方式より送信電力の大きい公衆移動通信方式を使用して通知情報を送信する
   ことを特徴とする請求項２記載のバイタル情報送信ユニット。

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